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锂电池极片用激光切割有什么优势? 新闻来源:    发布时间:2020-12-26 8:27:38   

      圆盘分切和模切都存在刀具磨损问题,这容易引起工艺不稳定,导致极片裁切品质差,引起电池性能下降。激光切割具有生产效率高,工艺稳定性好的特点,已经在工业上应用于锂离子电池极片的裁切,其基本原理是利用高功率密度激光束照射被切割的电池极片,使极片很快被加热至很高的温度,迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点而形成孔洞,随着光束在极片上的移动,孔洞连续形成宽度很窄的切缝,完成对极片的切割。

      由于锂离子电池极片是双面涂层+中间集流体金属层的结构,而且涂层与金属箔材之间性质差异大,对激光作用的响应也不相同。激光作用在负极石墨层或正极活物质层时,由于它们具有很高的激光吸收率,导热系数也很低,因此,涂层需要相对较低的熔化和汽化激光能量,而金属集流体对激光具有反射作用,并且热传导快,因此金属层的熔化和汽化激光能量升高。图7是单面涂层的负极在激光作用下极片厚度方向的铜成分和温度分布,当激光作用在石墨层时,由于材料的特性,石墨主要发生汽化,当激光侵入到金属铜箔时,铜箔开始发生熔化,形成熔池。

       工艺参数不合适时,可能出现问题:

      (1)切边涂层脱落,露出金属箔材,

      (2)切边周围出现大量切屑异物。这些都会导致电池出现性能下降、安全性品质问题,如图8右图所示。因此,当采用激光切割时,需要根据活物质材料和金属箔材的特性,优化合适的工艺参数,才能既完全切割极片,又形成良好的切边质量,不产生金属切屑杂质残留。

      激光能量和切割移动速度是两个主要的工艺参数,对切割质量影响巨大。不同的激光切割工艺条件下单面涂层负极极片的切边形貌,不同的激光切割工艺条件下单面涂层正极极片的切边形貌。当激光功率太低或者移动速度太快时,极片不能完全切开,而当功率太高或移动速度太低时,激光对材料作用区域变大,切缝尺寸更大。

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      亿鑫丰全自动极片激光模切生产线(带除尘)多功能一体化设计,符合当今装备制造市场的“高效率、高质量、低人工、操作便捷”的设计理念。

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